Разработка экоинформационных систем в США
Общая координация всех действующих в США экоинформационных систем осуществляется Агентством по охране окружающей среды (ЕРА - Environmental Protection Agency) [1,2]. Следующий уровень координации - национальные исследовательские центры: Центр научной информации по среде, Национальный Центр геофизических данных, Национальный Центр по изучению проблем климата и Центр экспериментального проектирования и анализа данных. Информация из центров поступает в ЕРА для публикации статистических отчетов и справочников о состоянии природной среды и уровнях антропогенной нагрузки. Статистические сведения приводятся по компонентам природной среды (вода, воздух, почвы, флора и фауна) и по направлениям хозяйственной деятельности. Рассмотрим более подробно организацию сбора информации на примере подсиcтемы "ВОЗДУХ" [3]. После принятия Закона США о чистом воздухе EPA было ориентировано Конгрессом на развитие программ по идентификации и контролю источников загрязнения воздуха. Решение этой задачи потребовало создания национальной системы баз данных, которая была разработана, во-первых, чтобы использовать информацию из прошлых и действующих систем и, во-вторых, чтобы подготовить среду для будущих расширений, обеспечивающих применение Закона о чистом воздухе. Для реализации требований этого закона EPA была разработана система стандартов по качеству воздуха, которая ориентирована на управление национальными программами улучшения качества воздуха в регионах, где оно не соответствует требованиям Закона, и сохранения чистоты воздуха там, где воздух пока еще достаточно свободен от загрязняющих примесей. Чтобы обеспечить это, в национальных стандартах установлены требования для шести приоритетных загрязнителей, для которых доказан их ущерб, наносимый здоровью людей. В состав приоритетных загрязнителей включены диоксид серы, оксид углерода, двуокись азота, озон, свинец и аэрозоли. Закон о чистоте воздуха 1970 г. с Поправками 1977 г. требует от каждого штата включить в свое законодательство регулирующие и принуждающие процедуры, чтобы привести загрязнение окружающего воздуха этими веществами в согласие с национальными стандартами качества воздуха. Каждый штат также должен представить EPA план, определяющий действия штата по улучшению качества воздуха. Закон о чистом воздухе предписывает включить в этот план исчерпывающий перечень существующих источников загрязнения воздуха и точные оценки количества загрязняющих веществ, выбрасываемых каждым источником. Эти описи эмиссий используются EPA в разработке системы национальных стандартов, а также штатами при выборе стратегии контроля выбросов, определении возможного воздействия на качество воздуха планируемых новых источников и оценке степени выполнения других требований Закона. Данные по источникам загрязнения воздуха накапливаются в национальной службе информации о воздухе, в которую непосредственно поступают данные из 55 штатов, а также из локальных и территориальных агентств. До 1971 г. данные по эмиссии накапливались различными агентствами, но не приводились к общему формату, делая невозможным сопоставление информации, полученной из разных источников или объединение их на более высоком, чем локальный, уровне. Поэтому в 1972 г. была введена единая система информации, основой которой является централизованный банк данных, использующий стандартные входные формы. Это обеспечило возможность анализировать стандартизованные данные на единой основе как на локальном, так и на региональном и национальном уровнях. В то же самое время EPA также развивала систему данных, в которой отражались отдельные действия штатов и EPA, направленные против основных источников загрязнения. Чтобы существовать в своем первоначальном качестве, как центральной службы в области стандартизации и планирования мероприятий по контролю загрязнений воздуха, для EPA было необходимо не только накапливать данные, получаемые от соответствующих служб штатов, но и развивать новые системы данных. Хотя эта задача была совершенно ясна, возможное ее решение было существенно менее очевидным. Когда в 1985 г. были начаты работы по созданию системы AFS /the Airs Facility Subsystem/ следующие области были определены приоритетными как для развития системы AFS, так и для эффективности ее последующего использования: непрерывная эволюция EPA в области контроля загрязнений от анализа проектов к подходу ориентированному на загрязнители; передача прав по осуществлению политики EPA от центральных служб к региональным центрам; передача функций по сбору данных о выбросах и по контролю за выполнением программ повышения качества воздуха от региональных центров к агентствам каждого штата; создание принципиально новых банков данных для каждого штата с целью поддержки их новых обязанностей; увеличение автономности банков данных штатов и национальных баз данных с точки зрения дублирования информации; развитие интегрированной информационной системы, позволяющей прослеживать трансграничные переносы; непрерывное совершенствование методов контроля загрязнений воздуха и технологий моделирования, как для отслеживаемых параметров выбросов, так и для связанных с ними величин. Агентство по защите окружающей среды США не оказалось одиноким в изменившихся условиях. Агентства, образованные для контроля за состоянием окружающей среды в каждом штате в период с 1960 года, были также готовы решать эти новые задачи. Созданная в 1980 году первая версия информационной системы EPA, типичная COBOL-система, обеспечивающая доступ к последовательным файлам была модифицирована. Как отклик на изменившиеся условия и как результат накопленного опыта по работе с системами файлов последовательного доступа для AFS были выбраны программное обеспечение и архитектура системы, позволяющие эффективно работать с данными в условиях их постоянного расширения и изменения. В основе архитектуры AFS были положены реляционные базы данных, а программное обеспечение основано на системе управления базами данных /СУБД/ ADABAS. Сохраняемые в AFS данные о промышленных предприятиях, таких как электростанции, фабрики и т.п., которые являются источниками загрязнения воздуха, одновременно представляют интерес и для агентств штатов (локальный уровень) и для EPA. Четыре типа данных о каждом предприятии предусмотрено в AFS. Первый тип. Данные, относящиеся к объекту как к целому, включая географическую и другую адресную информацию; год последней инвентаризации выбросов, программы, направленные на снижение выбросов в воздух по этому предприятию; история соглашений по нормам выбросов; действия, предпринимавшиеся EPA и властями штата против предприятия. Второй тип. Данные, относящиеся к совокупным источникам выбросов - трубам и вентиляционным отверстиям, включая географические координаты и физическое описание; нормы газовых потоков, скорость и температуру потока на выходе из источника; оценки и результаты измерений выбросов загрязняющих веществ. Третий тип. Данные, относящиеся к точкам выбросов внутри предприятия таким, как поточные линии, котлы, резервуары и т.п., включая производительность, потребление топлива, тип и количество расходуемых материалов в зависимости от сезона, установленные допустимые значения выбросов, описание емкостей и конструктивных особенностей, применяемый к ним пункт программы по качеству воздуха: действующий план по обеспечению качества воздуха и действия, предпринимавшиеся против этого источника загрязнения. Четвертый тип. Данные, относящиеся к вредным воздействиям или вредным химическим соединениям, образующимся при сгорании топлива или в других технологических процессах, ассоциированные с конкретным источником выбросов, включая классификационный код, позволяющий детализировать конкретный процесс и связанные с ним стандартные параметры выбросов, действующие нормы, тип горючего, контрольное оборудование и данные по эмиссии, оцененные и измеренные для этого процесса, а также сведения о химических веществах. Структура AFS, таким образом, позволяет пользователям получить разнообразную информацию, начиная с национальных приоритетов и кончая данными о конкретной емкости на конкретном предприятии. Эта система управляется в интерактивном режиме с помощью системы меню и представляет собой удобный в использовании инструмент, позволяющий на всех уровнях от федерального до локального получать информацию, необходимую для выполнения Закона США о чистом воздухе.
|